立方氮化硼刀片加工淬火钢和铸铁的常见问题

立方氮化硼刀片加工淬火钢和铸铁的常见问题
    淬火钢和铸铁作为脆/硬材料，是立方氮化硼刀片较常遇到的两种加工材质，其中淬火钢作为塑性材料，虽然硬度较高，但硬切削时铁屑仍然表现为长铁屑；而铸铁件作为脆性材料，无论硬度高低无论是硬度HRC60以上的高铬合金抗磨白口铸铁，还是硬度处于易切削范围的HB190左右的灰口铸铁，均适合采用立方氮化硼刀片进行高速切削，由于在加工铸铁时，铁屑均是短铁屑，直接硬性了刀具的磨损机理和微观切削状态，所以从立方氮化硼含量和粒度讲，加工铸铁和淬火钢选用的牌号是不同的；从刀具损坏的微观角度分析，加工淬火钢和加工铸铁时，遇到的问题差异也很大。
    加工铸铁和淬火钢的刀具牌号性能差异：
    1，加工淬火钢时，一般采用低含量CBN刀具牌号，并根据具体加工状态细分CBN粒度，如BN-H10适合连续精车淬火钢，BN-H20适合断续精车淬火钢，BN-S20适合粗加工淬硬钢及其他高硬度塑性材料。
    2，加工铸铁时，一般采用高含量的CBN刀具牌号，并根据加工状态进一步细分CBN粒度，如加工高硬度高合金铸铁件的BN-K1，刀具韧性较好，粗加工高硬度铸铁毛坯时承受很高的切削冲击和切削温度；BN-S30牌号的抗冲击韧性和高温耐磨性能适中；而BN-K20牌号和BN-S300牌号适合高速（切削速度300m/min以上）和**高速精加工铸铁零件（切削速度800m/min以上）
    加工铸铁和淬火钢较常见的问题：
    1，淬火钢加工时积屑瘤问题：
　 立方氮化硼刀片粗加工时影响不大，精加工时应避免积屑瘤产生，而对于淬火钢的以车代磨，一般应用于精加工中。
    一般认为切屑在CBN刀具前面上粘结造成积屑瘤，当温度和压力很低或高温时，不易形成积屑瘤。当压力、温度达到一定程度时，切屑底层材料中切应力**过材料的剪切屈服强度，使“滞留层”中流速为零的切削层被剪切断裂粘结在前刀面上，粘结金属层经剧烈塑性变形后硬度提高，它可代替切削刃继续剪切较软的金属层，依次层层堆积，高度逐渐增大而形成了积屑瘤。长高的积屑瘤在外力或振动作用下可能会脱落或局部断裂，继而又重复产生与脱落。
    积屑瘤对刀具切削加工有利也有弊，有利方面是它的硬度**工件的2-3倍，故堆积在切削刃上能代替切削刃切削，并保护切削刃，增大了实际工作前角，减小切削变形。不利方面是堆积成的钝圆弧刃口造成挤压和过切现象，降低加工精度，积屑瘤脱落后粘附在已加工表面上使表面粗糙不平。
    3，高速加工铸铁的震动问题
    采用立方氮化硼刀片加工铸铁件时，粗加工时由于受工件动平衡影响，一般采用BN-S30牌号采用200-500m/min的车削线速度，而精加工时，线速度在500m/min的情况经常出现，甚至在运行稳定的加工中心中，华菱超硬采用BN-S300牌号用2000m/min的线速度进行高速铣削灰口铸铁。
    在高速切削状态下，切削震动带来的加工精度不时困扰生产者，特别是对于镗孔加工和薄盘类零件端面切削，震动较容易出现。以下是某公司采用配中块进行深孔镗铸铁零件的经验，分享如下。
    通过一个桥板相连接，其上安装一个精镗块和一个配重块，再通过GRAFLEX的模块连接延长到长径比 870/90 （几乎是10倍！）。桥板被安装在一台卧式机床能伸缩的主轴上。该客户用CCMT09T304-刀片，加工速度100m/min、f=0,21 mm/rev、48 rpm、Vf=10 mm/mn、L=770x6mm（即4620 mm）。结果是生产效率明显受影响，而且刀具不时有振颤。使用CBN刀片CCGW09T304S01020，切削参数为VC=630 m/min、300 rpm,、f=0,16 mm/rev、 Vf=50 mm/min、L=770x6 mm （即 4620 mm），刀具寿命92.40分钟。加工时间从原来的8小时减少到不到2小时(92, 40 min)！每年节约成本达100,000€！
    所以从立方氮化硼含量和粒度讲，加工铸铁和淬火钢选用的CBN刀具牌号是不同的；从刀具损坏的微观角度分析，加工淬火钢和加工铸铁时，遇到的问题差异也很大。